Уравнения химических реакций

Запись химического взаимодействия, отражающая количественную и качественную информацию о реакции, называется уравнением химической реакции. Реакция записана с использованием химических и математических символов.

Основные правила

Химические реакции включают превращение одних веществ (реагентов) в другие (продукты реакции). Это происходит за счет взаимодействия внешних электронных оболочек веществ. В результате из исходных соединений образуются новые соединения.

Чтобы графически выразить ход химической реакции, используют определенные правила составления и записи химических уравнений.

В левой части пишутся исходные вещества, взаимодействующие друг с другом, т.е суммируются. При распаде вещества записывают формулу. Справа написаны вещества, полученные в ходе химической реакции. Примеры написания уравнений с символами:

  • CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2↓+ Na2SO4;
  • СаСО3 = СаО + СО2↑;
  • 2Na2O2 + 2CO2 → 2Na2CO3 + O2↑;
  • CH3COONa + H2SO4(конц.) → CH3COOH + NaHS04;
  • 2NaOH + Si + H2O → Na2SiO3 + H2↑.

Коэффициенты перед химическими формулами показывают количество молекул вещества. Единица не ставится, но подразумевается. Например, уравнение Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2 показывает, что из одной молекулы бария и двух молекул воды получается по одной молекуле гидроксида бария и водорода. Если пересчитать количество водорода, то и справа, и слева получится четыре атома.

Обозначения

Чтобы составить уравнения химических реакций, необходимо знать определенные обозначения, показывающие, как протекает реакция. В химических уравнениях используются следующие символы:

  • → – необратимая, прямая реакция (идет в одном направлении);
  • ⇄ или ↔ – реакция обратима (продолжается в обе стороны);
  • ↑ – выделяется газ;
  • ↓ – появляются осадки;
  • hν – освещенность;
  • t° – температура (можно указать количество градусов);
  • Q – тепло;
  • E(твердый) – твердое вещество;
  • Е(газ) или Е(г) – газообразное вещество;
  • Э(конц.) – концентрированное вещество;
  • E(aq) – водный раствор вещества.

Уравнения химических реакций

Рис. 1. Осадки.

Вместо стрелки (→) можно поставить знак равенства (=), указывающий на соблюдение закона сохранения материи: и слева, и справа число атомов веществ одинаково. При решении уравнений стрелка ставится первой. После вычисления коэффициентов и уравнений в правой и левой частях под стрелкой проводится линия.

Условия реакции (температура, освещение) указываются сверху знака протекания реакции (→,⇄). Также сверху подписываются формулы катализаторов.

Уравнения химических реакций

Рис. 2. Примеры условий реакции.

Какие бывают уравнения

Химические уравнения классифицируются по разным критериям. Наиболее важные методы классификации представлены в таблице.

В разводе

Реакции

Описание

Пример

Путем изменения количества реагентов и конечных веществ

Замены

Новые простые и сложные вещества образуются из простых и сложных веществ

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑

Соединения

Несколько веществ образуют новое вещество

С + О2 = СО2↑

Поломки

Несколько веществ образуются из одного вещества

2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O

Ионный обмен

Обмен составляющих (ионов)

Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + CO2↑ + H2O

При выделении тепла

Экзотермический

Выделение тепла

С + 2H2 = СН4 + Q

Эндотермический

Поглощение тепла

N2 + O2 → 2NO – Q

По типу энергетического воздействия

Электрохимический

Влияние электрического тока

Фотохимический

Действие света

Термохимический

Влияние высокой температуры

По агрегатному состоянию

Однородный

То же состояние

CuCl2 + Na2S → 2NaCl + CuS↓

Гетерогенный

Различное состояние

4H2O(ж) + 3Fe(т) → Fe3O4 + 4H2↑

Это концепция химического равновесия, присущая только обратимым реакциям. Это состояние, при котором скорости прямой и обратной реакций, а также концентрации веществ равны. Это состояние характеризуется константой химического равновесия.

Под внешним воздействием температуры, давления, света реакция может смещаться в сторону уменьшения или увеличения концентрации того или иного вещества. Зависимость константы равновесия от температуры выражается с помощью уравнений изобары и изохоры. Уравнение изотермы отражает зависимость от энергии и константы равновесия. Эти уравнения показывают направление реакции.

Уравнения химических реакций

Рис. 3. Уравнения изобары, изохоры и изотермы.

Что мы узнали?

На уроке химии в 8 классе обсуждалась тема уравнений химических реакций. Составление и запись уравнений отражает ход химической реакции. Существуют определенные символы, которые показывают состояние веществ и условия, при которых протекает реакция. Существует несколько типов химических реакций, основанных на разных свойствах: количестве вещества, агрегатном состоянии, поглощении энергии, энергетическом воздействии.